李剛

摘 要：通過對回轉(zhuǎn)窯主減速機高速齒輪的斷齒和斷軸進行詳細的分析和計算，從而幫助大家真正找出事故的原因所在和相關(guān)的錯誤，并及時地提出相應(yīng)的改進措施，以便更好地避免同類的事故再次發(fā)生，并在最后保證生產(chǎn)正常有序地進行。

關(guān)鍵詞：減速機；高速齒輪；齒輪軸斷齒；齒輪軸斷軸；策略分析

引言：

減速機的高速齒輪斷軸和高速齒輪斷齒本身對于回轉(zhuǎn)窯的正常運轉(zhuǎn)都有著非常重要的作用和影響力。因此，如果想要保證企業(yè)能夠始終正常維持生產(chǎn)，從而使得其經(jīng)濟效益有所提升，那么就一定要對減速機的高速齒輪斷軸和高速齒輪斷齒的原因和對策進行全面的分析，這樣才能夠保證之后所有的生產(chǎn)都能夠更好地進行。

1.回轉(zhuǎn)窯結(jié)構(gòu)示意

在煉鋼的過程中，活性石灰是非常重要的造渣材料，其本身也是一種非常活潑和反應(yīng)能力強的材料，從長遠的角度來看，活性石灰也在燒結(jié)中占據(jù)著非常重要的地位[1]。某公司總共布置了4條回轉(zhuǎn)窯，其規(guī)格為4m*60m。其中第一期的兩條石灰于2015年建造投入使用，其所生產(chǎn)的活性石灰為轉(zhuǎn)爐煉鋼的重要材料，其規(guī)格大于5mm，而被用作燒結(jié)的石灰大都小于3mm。

整個回轉(zhuǎn)窯的結(jié)構(gòu)主要又筒體、支撐裝置、傳動裝置、窯尾、密封窯頭和窯頭罩子組成。其主要的特點包括：第一，整體采用的是與制造規(guī)模相適應(yīng)的直徑和長度都比較適中的窯型；第二，在主傳動的過程中，采用的是調(diào)速電機來進行加工，并在工作的過程中設(shè)有輔助的電機，整體工作穩(wěn)定且靈活；第三，整個窯頭和窯尾都設(shè)有完整的密封結(jié)構(gòu)，不僅密封效果非常好，而且結(jié)構(gòu)也不復(fù)雜。整個回轉(zhuǎn)窯的示意圖如下圖所示：

2.相關(guān)參數(shù)與斷齒斷軸的情況

某企業(yè)采用了YSNP255M2-6型號的回窯主轉(zhuǎn)機，其內(nèi)部額定功率為16kW，內(nèi)部轉(zhuǎn)速為980r/min。輔助傳動電器的額定功率為18.6kW，平均轉(zhuǎn)速為1480r/min。此外，該企業(yè)采用了YNS1240-80VIBD-L型號的減速機，中心距為1240mm，整體速度比為80。副減速機的型號為YNS395-I-L，其中心距為395mm。該企業(yè)的減速機高速齒輪結(jié)構(gòu)來看，其齒輪軸的材質(zhì)為35CrMo，法向模數(shù)為5，齒數(shù)為18，壓力角為26度，螺旋角為13度。截面M-M有115mm。在原本設(shè)計中過渡的圓角尺寸為3mm。

3.事故回放

在故障發(fā)生前，該企業(yè)一直對回轉(zhuǎn)窯的日常檢修和維護非常重視，并對每次檢查和維護的記錄也變得相當重視。早在2015年4月7日時，在檢查中發(fā)現(xiàn)回轉(zhuǎn)窯的設(shè)備主減速機在運轉(zhuǎn)時出現(xiàn)了異常，并且在轉(zhuǎn)動中存在輕微的響動。當4月12日，工作人員再次對減速機進行檢查和監(jiān)控時，加入了能夠頻譜分析的設(shè)備，但經(jīng)過檢查并未發(fā)現(xiàn)異常，但其主減速機的異常振動和異常雜音似乎有不斷加強的趨勢。4月21日，工作人員再次申請檢查，最后才發(fā)現(xiàn)該主減速機的高速齒輪中發(fā)生了四處斷齒的現(xiàn)象，之后在進行輔助傳動涼窯停機進行更換時，發(fā)現(xiàn)主減速機發(fā)生了軸斷裂的現(xiàn)象。

4.減速機高速齒輪斷軸原因

4.1齒輪軸采用的材質(zhì)并不符合整體設(shè)計的要求

在減速機正常運轉(zhuǎn)的過程中，齒輪軸無疑發(fā)揮著非常重要的作用，因此齒輪軸的材質(zhì)必須符合相應(yīng)的設(shè)計要求。但是，在實際運用的過程中，很多齒輪軸采用的材質(zhì)都沒有嚴格按照圖紙進行，從而導(dǎo)致在實際運用的過程中，齒輪軸對外部應(yīng)力承受的能力有很大下降。本文在以4.2%濃度的硝酸溶液作為反應(yīng)試劑的基礎(chǔ)上，對兩種不同材質(zhì)的齒輪進行取樣處理。之后，在反應(yīng)的過程中尤其還需要準備一定量的酒精。在經(jīng)過一段時間的腐蝕之后，我們可以將齒輪軸放在顯微鏡下進行觀察。經(jīng)過觀察可以發(fā)現(xiàn)，50號鋼材質(zhì)的齒輪軸整體結(jié)構(gòu)為網(wǎng)狀，并在其表面伴隨著一定量的片狀珠光體。42CrMo材質(zhì)的齒輪軸樣品所顯示的是回火索氏和少量的鐵素體。

通常情況下，索氏體在經(jīng)過一階段的處理之后，其強度和韌性都會表現(xiàn)出很大的優(yōu)越性。一般情況下，50號的鋼齒輪的強度并沒有太多的受到魏氏組織的影響，因此，其鋼的抗拉強度也并沒有發(fā)生太大的變化。但由于魏氏組織的出現(xiàn)往往伴隨著奧氏體晶體，對鋼的力學(xué)性能能夠造成很大的影響，因此在之后會對鋼的沖擊韌度造成很大的傷害。但，本文案例中齒輪中的魏氏組織由于在加熱的過程中并沒有對溫度進行全程控制，從而導(dǎo)致其性能也會有所不同。最后，在高溫下，齒輪軸的韌性也會因此降低，最終也就讓齒輪發(fā)生了斷裂的現(xiàn)象。

4.2疲勞或異物的卡入

從本文減速機高速齒輪的斷齒中可以發(fā)現(xiàn)，一種斷齒具有非常明顯的疲勞特征，另外一種斷齒則有著過載性折斷痕跡的斷齒。其中，伴有疲勞裂紋的斷齒邊上還有著小塊的剝落，這完全就是因為疲勞接觸而導(dǎo)致齒輪軸斷齒。長期的疲勞接觸會使得斷齒表面容易被破壞，而且隨著時間增加，其被破壞的部位會變得越來越嚴重[2]。但另外兩個斷齒總體呈現(xiàn)一次性斷裂的特征，因此應(yīng)該是由于減速機的齒輪內(nèi)部突然卡入異物或者負荷增加導(dǎo)致的。

5.減速機高速齒輪斷裂預(yù)防對策

針對上述事故中所發(fā)生的減速機高速齒輪斷裂的事件，主要可以采用以下幾個對策：第一，選擇技術(shù)能力強和信譽較好的供應(yīng)商，這樣對使用和生產(chǎn)的穩(wěn)定運行也會有很好的作用。

第二，在設(shè)備制造和檢驗的過程中，一定要通過對關(guān)鍵工序的把握來保證所有的現(xiàn)場設(shè)備的性能更上一層樓。如此次在減速機制造的過程中能夠?qū)ζ渲虚g的部分進行詳細的檢查，那么自然就能夠及時發(fā)現(xiàn)四個斷齒內(nèi)部存在的缺陷，并對其缺陷進行及時地處理，以便到后面能夠有效防止斷齒斷裂。

第三，對所有關(guān)鍵設(shè)備一定要及時進行審查，并在審查的過程中及時發(fā)現(xiàn)并糾正錯誤，對一些精細部件的檢查一定要慎之又慎，只有這樣才能夠最終避免事故的發(fā)生。

6.結(jié)束語

綜上所述，減速機高速齒輪對于整體回轉(zhuǎn)窯的運轉(zhuǎn)都有著非常重要的關(guān)系。高速齒輪結(jié)構(gòu)位置承受壓力過大、高速齒輪采用的材質(zhì)不符合生產(chǎn)要求以及生產(chǎn)廠家沒有在減速機高速齒輪運行的過程中對其及時進行維護等都會造成減速機高速齒輪的斷齒和斷軸。因此，如果想要有效地避免減速機的斷齒和斷軸，尤其要做好每個環(huán)節(jié)的監(jiān)控工作。

參考文獻：

[1]李運生，樓天明，許安心.回轉(zhuǎn)窯主減速機高速齒輪軸斷齒、斷軸分析與對策[J].浙江冶金，2014（1）：38-42

[2]楊麗，趙雅東.解析減速機高速齒輪軸的斷裂[J].中國新技術(shù)新產(chǎn)品，2015（6）：88-92